●“智能電網技術與裝備叢書”序
序一
序二
前言
緒論
第1章高比例並網風電與電力繫統暫態問題3
1.1風電發展現狀與趨勢3
1.2高比例風電並網電力繫統的暫態事故與影響5
1.2.1典型暫態事故5
1.2.2冀北風電脫網事故5
1.2.3英國電網大停電事故6
1.3風電並網標準及其演化7
1.3.1風電並網標準的發展趨勢7
1.3.2有功功率與頻率控制能力8
1.3.3故障穿越能力9
1.4本書的章節安排12
參考文獻14
第2章並網風電控制保護及其多時間尺度暫態響應過程16
2.1引言16
2.2風電機組的基本組成與功能16
2.3電網對稱條件下風機的控制保護策略18
2.3.1並網風機的常規控制18
2.3.2並網風機快速頻率響應控制23
2.3.3並網風機故障穿越策略25
2.4電網不對稱條件下風機的控制保護策略33
2.4.1電網不對稱條件下的控制目標33
2.4.2基於正/反轉同步速坐標繫的PI電流控制策略35
2.4.3基於正轉同步速坐標繫的PI-R電流控制策略38
2.4.4機側變換器輸出電壓約束對不對稱控制的影響與對策40
2.5並網風電多時間尺度物理/控制環節及暫態響應過程43
2.5.1並網風機物理/控制環節的多時間尺度特征43
2.5.2物理/控制環節動作過程與故障特征的聯繫44
2.5.3物理/控制環節動作過程與暫態穩定的聯繫46
2.6本章小結46
參考文獻47
上篇風電並網電力繫統的故障電流分析
第3章電網對稱短路故障期間風電機組故障電流的暫態特征分析53
3.1引言53
3.2近端三相短路故障期間風電機組的簡化數學模型53
3.2.1不同故障穿越控制保護策略作用下雙饋發電機轉子電壓55
3.2.2雙饋風機的數學模型56
3.3雙饋風機故障電流的運算電感分析方法58
3.3.1運算電感的定義58
3.3.2故障電流組成分量的頻率與幅值60
3.3.3故障電流的穩態與暫態成分61
3.3.4故障電流組成分量的衰減時間常數與頻率偏移量62
3.3.5近端三相短路期間雙饋風機故障電流的數學表達式62
3.4雙饋風機對稱故障電流的暫態特征與計算結果63
3.4.1雙饋風機故障電流的電磁暫態仿真與計算結果63
3.4.2雙饋風機故障電流的動模驗證與計算結果68
3.5風電並網電力繫統距離保護面臨的挑戰71
3.5.1雙饋風機短路電流引起的一段距離保護誤動作73
3.5.2誤動作原因分析74
3.6本章小結77
參考文獻78
第4章電網對稱短路故障期間雙饋風機故障電流特征的磁路機制分析80
4.1引言80
4.2雙饋發電機的基本磁路與電感80
4.3轉子電流對雙饋發電機主磁通的擠出現像84
4.4雙饋風機的等效電感86
4.4.1從定子端口側看入的等效電感86
4.4.2從轉子端口側看入的等效電感87
4.5雙饋風機的定轉子磁鏈激勵88
4.5.1雙饋風機的分析子繫統88
4.5.2子繫統S1的定轉子磁鏈分量89
4.5.3子繫統S2的定轉子磁鏈分量90
4.6雙饋風機磁鏈-電流的代數關繫模型91
4.7本章小結93
參考文獻94
第5章電網不對稱短路故障期間風電機組故障電流的暫態特征分析95
5.1引言95
5.2電網不對稱條件下雙饋風機的故障穿越策略95
5.3電網不對稱短路故障期間雙饋風機的磁鏈分析99
5.3.1不對稱故障期間雙饋風機的子繫統99
5.3.2定子磁鏈和轉子磁鏈分析101
5.4電網不對稱短路期間雙饋風機的故障電流分析102
5.4.1不同控制時間尺度的等效電感計算102
5.4.2不對稱故障下雙饋風機磁鏈-電流的代數關繫模型103
5.5雙饋風機不對稱故障電流的暫態特征與計算結果106
5.6本章小結109
參考文獻110
下篇風電並網電力繫統的暫態穩定分析
第6章風電暫態特性及其並網電力繫統多時間尺度暫態穩定問題113
6.1引言113
6.2並網風電多時間尺度暫態特性及典型特征113
6.3風電並網電力繫統多時間尺度暫態穩定問題及主導環節116
6.3.1風電暫態特性與電力繫統暫態過程響應的一般關繫116
6.3.2風電並網電力繫統暫態穩定問題特點117
6.3.3多時間尺度暫態穩定問題主導環節119
6.4本章小結120
參考文獻121
第7章暫態故障下風機多時間尺度“激勵-響應”關繫模型122
7.1引言122
7.2故障特征與環節動作的聯繫123
7.2.1不同故障場景下的環節動作情況123
7.2.2描述故障特征的指標及其與環節動作的聯繫133
7.3基於擾動特征的風機多時間尺度暫態模型體繫135
7.3.1級聯多時間尺度“激勵-響應”模型135
7.3.2不同持續時間的淺度故障下建模139
7.3.3不同持續時間的深度故障下建模141
7.3.4多時間尺度模型與擾動特征的對應關繫143
7.4本章小結144
參考文獻145
第8章風電並網電力繫統機電時間尺度暫態穩定分析146
8.1引言146
8.2風機機電時間尺度暫態簡化分析模型146
8.2.1常規控制下“激勵-響應”關繫簡化分析模型148
8.2.2暫態控制下“激勵-響應”關繫簡化分析模型149
8.2.3多種暫態模型在機電時間尺度暫態行為分析中的應用152
8.3鎖相同步風電主導電力繫統的機電時間尺度暫態穩定機理153
8.3.1暫態穩定機理153
8.3.2淺度故障下風電主導電力繫統的機電時間尺度暫態穩定性156
8.3.3深度故障下風電主導電力繫統的機電時間尺度暫態穩定性161
8.4鎖相同步風電-同步機互聯繫統機電時間尺度暫態穩定性169
8.4.1鎖相同步風電-同步機互聯繫統暫態穩定機理169
8.4.2淺度故障下互聯繫統機電時間尺度暫態穩定性174
8.5多時間尺度相互作用及其對機電時間尺度暫態穩定性的影響180
8.5.1風電並網電力繫統多時間尺度串/並行相互作用180
8.5.2直流電壓時間尺度控制對機電時間尺度暫態穩定性的影響184
8.6本章小結185
參考文獻186
第9章風電並網電力繫統直流電壓時間尺度暫態穩定分析187
9.1引言187
9.2全功率風機直流電壓時間尺度暫態簡化分析模型188
9.2.1淺度故障下“激勵-響應”關繫簡化分析模型189
9.2.2深度故障風機暫態簡化分析模型190
9.3淺度故障下全功率風機並網電力繫統直流電壓時間尺度暫態穩定性191
9.3.1風機並網電力繫統直流電壓時間尺度振蕩特征191
9.3.2風機並網電力繫統直流電壓時間尺度穩定機理197
9.4深度故障下全功率風機並網電力繫統直流電壓時間尺度暫態穩定性213
9.4.1風機並網電力繫統直流電壓時間尺度下的暫態特性213
9.4.2風機並網電力繫統直流電壓時間尺度下的暫態穩定影響因素215
9.5本章小結220
參考文獻221
